|
Свежий взгляд на Космический рассвет
|
|
|
|
Впервые ученые использовали наземные телескопы, чтобы оглянуться назад на 13 миллиардов лет, чтобы увидеть, как первые звезды во Вселенной влияют на свет, испускаемый Большим взрывом. Используя телескопы высоко в Андах на севере Чили, астрофизики измерили этот поляризованный микроволновый свет, чтобы создать более четкую картину одной из наименее изученных эпох в истории Вселенной-Космического Рассвета.
|
|
|
|
"Люди думали, что это нельзя сделать с земли. Астрономия-это область, ограниченная технологиями, и микроволновые сигналы от Космического Рассвета, как известно, очень трудно измерить", - сказал Тобиас Мариаж, руководитель проекта и профессор физики и астрономии Джона Хопкинса. "Наземные наблюдения сталкиваются с дополнительными проблемами по сравнению с космическими. Преодоление этих препятствий делает это измерение значительным достижением".
|
|
|
|
Космические микроволны имеют длину волны всего несколько миллиметров и очень слабые. Сигнал от поляризованного микроволнового излучения примерно в миллион раз слабее. На Земле передаваемые радиоволны, радары и спутники могут заглушать их сигнал, в то время как изменения атмосферы, погоды и температуры могут искажать их. Даже в идеальных условиях для измерения этого типа микроволн требуется чрезвычайно чувствительное оборудование.
|
|
|
|
|
|
|
Ученые из Национального научного фонда космологии США, занимающиеся широкоугольной съемкой, или классом, в проекте использовали телескопы, уникально разработанные для обнаружения отпечатков пальцев, оставленных первыми звездами в реликтовом свете Большого взрыва—подвиг, который ранее был достигнут только с помощью технологий, развернутых в космосе, таких как Национальная аэронавтика США. и Зонд микроволновой анизотропии Космического управления Уилкинсона (WMAP)и космические телескопы Европейского космического агентства Planck.
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное Университетом Джона Хопкинса и Чикагским университетом, опубликовано в Astrophysical Journal.
|
|
|
|
Сравнивая данные телескопа класса с данными космических миссий Planck и WMAP, исследователи идентифицировали помехи и сузили общий сигнал от поляризованного микроволнового излучения.
|
|
|
|
Поляризация возникает, когда световые волны сталкиваются с чем-то, а затем рассеиваются.
|
|
|
|
"Когда свет попадает на капот вашей машины и вы видите блики, это поляризация. Чтобы хорошо видеть, вы можете надеть поляризованные очки, чтобы убрать блики", - сказал первый автор Юньян Ли, который во время исследования был аспирантом Университета Джона Хопкинса, а затем научным сотрудником Чикагского университета.
|
|
|
|
"Используя новый общий сигнал, мы можем определить, сколько из того, что мы видим, - это космические блики от света, отражающегося от капюшона Космической Зари, так сказать".
|
|
|
|
После Большого взрыва Вселенная представляла собой электронный туман, настолько плотный, что световая энергия не могла вырваться наружу. По мере расширения и охлаждения вселенной протоны захватывали электроны, образуя нейтральные атомы водорода, и микроволновый свет затем мог свободно перемещаться в пространстве между ними. Когда первые звезды образовались во время Космического Рассвета, их интенсивная энергия вырвала электроны из атомов водорода. Исследовательская группа измерила вероятность того, что фотон от Большого взрыва столкнулся с одним из освобожденных электронов на своем пути через облако ионизированного газа и сбился с курса.
|
|
|
|
Полученные результаты помогут лучше определить сигналы, исходящие от остаточного свечения Большого взрыва или космического микроволнового фона, и сформировать более четкую картину ранней вселенной.
|
|
|
|
"Более точное измерение этого сигнала реионизации является важным направлением исследований космического микроволнового фона", - сказал Чарльз Беннетт, заслуженный профессор университета Джона Хопкинса, возглавлявший космическую миссию WMAP. "Для нас вселенная похожа на физическую лабораторию. Более точные измерения Вселенной помогают нам лучше понять темную материю и нейтрино, многочисленные, но неуловимые частицы, которые заполняют вселенную. Анализируя дополнительные данные о CLASS в будущем, мы надеемся достичь максимально возможной точности, которая достижима".
|
|
|
|
Основываясь на опубликованных в прошлом году исследованиях, в которых телескопы CLASS отображали 75% ночного неба, новые результаты также помогают укрепить подход команды CLASS.
|
|
|
|
"Ни один другой наземный эксперимент не может делать то, что делает CLASS", - говорит Найджел Шарп, программный директор Отдела астрономических наук NSF, который поддерживает классный инструмент и исследовательскую группу с 2010 года. "Команда CLASS значительно улучшила измерение космического микроволнового поляризационного сигнала, и этот впечатляющий скачок вперед является свидетельством научной ценности, достигнутой долгосрочной поддержкой NSF".
|
|
|
|
Источник
|
